عنوان پایان‌نامه
تعیین فاکتور تراکم پذیری سنگ درمطالعات مخازن نفتی
- رشته تحصیلی
- مهندسی معدن-مکانیک سنگ
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1814;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45843
- تاریخ دفاع
- ۰۴ مهر ۱۳۸۹
- دانشجو
- هانی آسائی
- استاد راهنما
- مهدی موسوی
- چکیده
- تراکم پذیری (Compressibility) یکی از خواص مکانیکی سنگ می‌باشد که بیان‌گر درصد تغییرات حجم نسبت به تغییرات تنش و یا فشار است. منظور از "تغییر حجم" می‌تواند تغییر حجم توده سنگ (Bulk Volume)، منافذ سنگ (Pore Volume)، قسمت جامد سنگ (Solid or Grain Volume) و منظور از "فشار" نیز می‌تواند فشار محدودکننده (Confining Pressure)، فشار منفذی (Pore pressure)، فشار تفاضلی (Differential Pressure) و تنش مؤثر (Effective stress) باشد. برای اندازه‌گیری این فاکتور، از دستگاهی که قادر به اندازه‌گیری و کنترل این حجم‌ها و فشارها باشد، استفاده می‌شود. این فاکتور را در آزمایش‌گاه در شرایط مختلف تنش جانبی مانند هیدرواستاتیک (Hydrostatic)، غیرهیدرواستاتیک (Non-hydrostatic)، و شرایط مختلف تنش منفذی مانند زهکشی شده (Drained)، فشار منفذی متغیر (Pore Pressure Loading Test) و زهکشی نشده (Undrained) اندازه‌گیری می‌کنند. بدین ترتیب انواع مختلف فاکتور تراکم پذیری سنگ وجود دارد که هرکدام مفهوم خاص خود را دارد. این فاکتورها به‌خصوص در صنعت نفت و محاسبات مهندسی مخازن هیدروکربوی مانند بحث نشست (Subsidence) و برنامه تولید (Production) از اهمیت بسیاری برخوردار بوده و اندازه‌گیری دقیق آن باعث جلوگیری از وقوع خسارت و هزینه‌های سنگین می‌گردد. علاوه بر آن، این فاکتور همانند مدول یانگ در مکانیک استاندارد، مهمترین ضریب در مکانیک محیط متخلخل (Poromechanics) بوده و اندازه‌گیری آن برای بررسی رفتار مکانیکی سنگ متخلخل و بدست آوردن معادلات رفتاری مربوط به آن لازم است. موضوع این پایان‌نامه طراحی و ساخت دستگاهی برای اندازه‌گیری این ضریب و برخی ضرایب تئوری ارتجاعی محیط متخلخل در شرایط مذکور بالا می‌باشد. این دستگاه ضرایب مختلف تراکم‌پذیری را به صورت دستی اندازه‌گیری می‌کند؛ ضمن این‌که دستگاه قابلیت اندازه‌گیری در شرایط اتوماتیک را نیز دارد. با توجه به مشکلات تهیه نمونه‌های واقعی مخازن برای انجام آزمایش تراکم‌پذیری، اقدام به ساخت نمونه‌های مصنوعی با ترکیب ماسه‌های سیلیسی شده است. در این پایان‌نامه 12 آزمایش برای تعیین ضریب تراکم‌پذیری و برخی ضرایب تئوری ارتجاعی محیط متخلخل در شرایط هیدرواستاتیک و سه محوری با اختلاف تنش‌های متفاوت انجام شده است. . نتایج حاصل از آزمایش‌های هیدرواستاتیک با روابط تئوری ارتجاعی که در شرایط میدان تنش ایزوتروپ، بین ضرایب وجود دارد، همخوانی دارد. در صورتی‌که در آزمایش‌های سه محوری با افزایش اختلاف تنش، به دلیل غیر ایزوتروپ بودن میدان تنش، برقراری این روابط با خطا همراه می‌باشد.
- Abstract
- Compressibility is one of the mechanical properties of rocks and is defined as relative volume change due to change in pressure or stress. The word “Volume” could be signified as “Bulk Volume”, “Pore Volume” and “Solid or Grain Volume” and the word “pressure or stress” could be considered as “Confining Pressure”, “Pore pressure”, “Differential Pressure” and “Effective Stress”. Measurement of this mechanical rock factor requires a system which can control and measure those Volumes and Stresses. Rock compressibility is measured in laboratory in different Confining stress conditions such as Hydrostatic, Non-hydrostatic and different Pore pressure conditions such as Drained, Pore pressure Loading and Undrained. So there are many rock compressibility factors with different meanings. These factors have important roles in petroleum and reservoir engineering in problems such Subsidence and Production plan; so precise measurement of them could prevent heavy costs in that industry. Furthermore, rock compressibility is the most significant parameter in Poromechanics as Young modulus in mechanics, so it is necessary for investigation into mechanical behavior and attainment of constitutive models of porous rocks. The Goal of this M.Sc thesis is designing and manufacturing a system to measurement rock compressibility factors and some other poroelastic coefficients in different conditions as mentioned above. This system is able to measure different rock compressibility factors manually; although the device could be developed further to measure these factors automatically. Considering the difficulty of supplying real reservoir samples for Compressibility tests, an attempt was made to prepare synthetic samples with combination of Silica sand. In this thesis, 12 tests are performed for determining rock compressibility factor and some poroelastic coefficients in hydrostatic and triaxial condition with different deviatoric stresses. The results of hydrostatic tests show a close match with available poroelastic formulas for isotropic stress conditions. However, the tolerance of matching increases in triaxial tests with increasing the deviatoric stress.
